2. 6 超声波频率对降解效果的影响
不同超声波频率对GeO2改性TiO2的催化超声降解活性红染料废水的影响见图7。
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催化剂的投量为2 g/L、分别用20、25、40 和80kHz 的超声波照射pH 为2. 5、初始COD 浓度为438mg / L 活性红染料废水，降解率总体趋势是随着照射时间的增加而提高，但整个降解过程中25 kHz 频率的超声波的降解效果优于其他3 种频率的超声波。这主要是由于超声波的空化效应的大小，与超声波的频率有关［13］。超声波的频率增加，液体介质中的空化气泡减少，空化作用强度下降，超声化学效应也相应地下降; 当超声波频率很高时，膨胀和压缩循环的时间则非常短，由于膨胀循环的时间太短，以致不能等到微泡长到足够大而引起液体介质的破裂、形成空化气泡，这些空化气泡溃陷所需要的时间比压缩半循环所要的时间将要长得多。因此，当超声波的强度一定时，其频率越高，空化作用越小; 对难降解的有机分子，其降解途径主要是在空化气泡及其表面层·OH 的氧化，当频率较高时，空化气泡半径较小，空化气泡内的·OH 不致于在气泡内又重新与·H 结合而形成H2O，而易于扩散到气泡表面层，从而利于降解; 但当频率过高时，空化气泡内能量较小而不利于H2O 分解释放·OH 和·H，故频率有一个最优值。
3 结论
( 1) 采用经GeO2改性的TiO2催化超声降解活性红染料废水，效果良好; 流程简单、操作简便，具有实用性; 超声波与改性的TiO2催化剂两者具有明显的协同作用，且优于一般的光催化降解处理效果。
(2) 用XRD、SEM 等技术对催化剂进行了表征，结果表明: 经GeO2改性的TiO2催化剂晶粒粒度明显变小，比表面积会增大，催化剂中有更多的活性较高的微晶粒存在，催化活性随之增大。
( 3) 在一定实验条件下，催化剂投量、废水的pH、超声波频率都有一个最佳值。本实验结果是:当催化剂用量为1. 5 ～2 g/L，pH 为2．5，采用输出功率为1 W 和频率为25 kHz 的超声波照射COD为438 mg / L 的活性红染料废水，80 min 的COD 降解率可达95%，基本可以彻底矿化废水中的有机物。
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